DE19854113C2

DE19854113C2 - Milling tool for processing stone or stone-like materials

Info

Publication number: DE19854113C2
Application number: DE19854113A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Neher
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-11-24
Filing date: 1998-11-24
Publication date: 2003-08-28
Anticipated expiration: 2018-11-25
Also published as: DE59908098D1; ATE256544T1; EP1004414A3; DE19854113A1; EP1004414A2; EP1004414B1

Abstract

A stone cutting and polishing tool has a polishing/cutting wheel made of polycrystalline diamond (PKD) segments/blades arranged in a pattern on a support disc. The working edges of the segments/blades are set at a negative angle of up to 10 deg. to the rotational direction of the tool. The spaces between the working edges enable debris to be removed without clogging the tool. The tool can be used dry or with a lubricant.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fräswerkzeug zur Bearbeitung von Stein oder stein ähnlichen Materialien.The invention relates to a milling tool for processing stone or stone similar materials.

Aus der DE 196 52 208 A1 ist ein Bohrer für Stein bekannt, der einen Arbeits kopf aufweist, an dem wenigstens zwei PCD-Schneidelemente angeordnet sind. Die PCD-Schneidelemente haben eine nach oben gekrümmte Schneidkante und weisen eine geradlinige Außenkante auf. Unterhalb der PCD-Schneidelemente sind Ausnehmungen zur Aufnahme von Bohrabfällen eingerichtet.From DE 196 52 208 A1 a drill for stone is known, which works Head, on which at least two PCD cutting elements are arranged. The PCD cutting elements have an upwardly curved cutting edge and have a straight outer edge. Below the PCD cutting elements there are recesses to accommodate drilling waste.

Bisher war es bekannt, Steine oder steinähnliche Materialien im Naß-Schleif- oder Sägeverfahren zu bearbeiten, wobei für die Bearbeitung Werkzeuge aus Hartmetall oder Werkzeuge mit gesinterten Diamantschneiden eingesetzt wur den. Hauptnachteil der bisherigen Bearbeitungsmethoden ist, daß hierbei immer naß bearbeitet werden muß, d. h. Wasser oder ähnliches als Kühlmedium einge setzt werden muß, damit die Werkzeuge nicht heiß laufen oder zu sehr ver schleißen. Weiterer Nachteil der bekannten Werkzeuge war, daß nahezu für je de Anwendung, z. B. für das Bearbeiten von Asphalt, Stein etc. ein spezielles Werkzeug verwendet werden mußte, das auf diese Anwendung zugeschnitten war.Until now it was known to use stones or stone-like materials in wet grinding or sawing process, using tools for machining Carbide or tools with sintered diamond blades was used the. The main disadvantage of previous machining methods is that they always do must be processed wet, d. H. Water or the like is used as a cooling medium must be set so that the tools do not run hot or ver schleißen. Another disadvantage of the known tools was that almost for everyone de application, e.g. B. for processing asphalt, stone, etc. a special Tool had to be used that was tailored to this application was.

Weiterer Nachteil der Naßbearbeitung war, daß der Schleifschlamm bzw. das durch die Bearbeitung entfernte Material durch Vermischung mit dem Kühlme dium den Arbeitsbereich verschmutzte und mühsam entfernt werden muß bzw. nicht entfernt werden konnte.Another disadvantage of wet processing was that the grinding sludge or material removed by machining by mixing with the cooling melt dium the work area must be dirty and laboriously removed or could not be removed.

Die Aufgabe der Erfindung liegt darin, ein Werkzeug zum Fräsen von Stein oder steinähnlichen Materialien zu entwickeln, welches eine trockene aber dennoch schnelle und verschleißarme Bearbeitung des Materials erlaubt.The object of the invention is to provide a tool for milling stone or stone-like materials to develop, which is a dry yet fast and low-wear processing of the material allowed.

Diese Aufgabe wird durch das im Anspruch 1 des Patentanspruchs 1 definierte Fräswerkzeug gelöst.This object is defined by what is defined in claim 1 of claim 1 Milling tool released.

Wesentliches Merkmal der Erfindung ist, daß das Werkzeug mit Schneiden aus PKD-Segmenten (PolyKristallinem Diamant) ausgestattet ist. Dieses mit PKD- Schneiden ausgestattete Werkzeug ist hervorragend zur trockenen, aber auch nassen, Bearbeitung von Stein oder steinähnlichen Materialien geeignet.An essential feature of the invention is that the tool with cutting PCD segments (polycrystalline diamond). This with PKD Equipped tool is excellent for dry, but also wet, processing of stone or stone-like materials.

Das bietet den Vorteil, daß nun nicht - wie beim Stand der Technik - ein Schlei fen oder Trennschleifen des Materials durch Hartmetall-Werkzeuge bzw. dia mantbeschichtete Werkzeuge erfolgte, sondern durch die PKD-Schneiden tat sächlich ein regelrechtes Schneiden des Materials erfolgt, und dadurch ein sau berer Schnitt erzielt wird.This offers the advantage that it is not - as in the prior art - a loop fen or cut the material with carbide tools or dia sheath-coated tools were made, but did by the PCD cutting The material is literally cut, resulting in a clean cut more cut is achieved.

Weiterer Vorteil ist, daß vollständig auf die Kühlung der Bearbeitungsstelle ver zichtet werden kann, also eine rein trockene Bearbeitung möglich ist.Another advantage is that completely on the cooling of the processing point ver can be waived, so a purely dry processing is possible.

Trotz des Verzichts auf ein flüssiges Kühlmedium, besteht der wesentliche Vor teil, daß die Standzeit eines solchen Werkzeuges gegenüber den vergleichbaren herkömmlichen Werkzeugen wesentlich höher ist.Despite the absence of a liquid cooling medium, there is the essential advantage part that the service life of such a tool compared to the comparable conventional tools is much higher.

Das bedeutet, daß gegenüber herkömmlichen Werkzeugen im wesentlichen kein Materialverschleiß am Werkzeug erfolgt. Bei herkömmlichen Werkzeugen war immer ein enormer Materialverschleiß durch Abrieb gegeben, der bei der vorlie genden Erfindung minimiert ist.This means that essentially none compared to conventional tools Material wear on the tool occurs. With conventional tools there is always an enormous amount of material wear due to abrasion, which ing invention is minimized.

Ein weiterer Vorteil ist, daß die Bearbeitung des Steines oder steinähnlichen Ma terials im Vergleich zu herkömmlichen Werkzeugen erheblich schneller erfolgen kann. Versuche haben ergeben, daß sich etwa eine Verdoppelung der Verarbei tungsgeschwindigkeit, in Einzelfällen sogar wesentlich mehr, erzielen lässt.Another advantage is that the processing of the stone or stone-like Ma terials compared to conventional tools can. Experiments have shown that processing is doubled speed, in some cases even much more.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die das Vorhandensein von im Steinmaterial vorkommenden Fremdmaterialien, wie z. B. Kunststoffen, Kalk ablagerungen etc., den Bearbeitungsprozeß nicht beeinträchtigt. Bei herkömmli chen Werkzeugen war ein Vorhandensein von Fremdmaterialien ein erhebliches Problem.Another advantage of the invention is that the presence of Foreign materials occurring in the stone material, such as. B. plastics, lime deposits, etc., does not affect the machining process. At conven tools, the presence of foreign materials was a significant one Problem.

Bei der Erfindung ist vorgesehen, daß die PKD-Segmente bzw. -Schneiden in ei nem negativen Winkel (Spanwinkel) zur Rotationsrichtung bzw. Drehrichtung des Werkzeuges eingesetzt sind. Dieser Winkel kann im Bereich von 0° bis ca. 10° liegen. Bevorzugt liegt der Winkel etwa bei 5°. In the invention it is provided that the PCD segments or cutting in egg nem negative angle (rake angle) to the direction of rotation or direction of rotation of the tool are used. This angle can range from 0 ° to approx. 10 °. The angle is preferably approximately 5 °.

Im Fräskopf sind - in Drehrichtung gesehen - im Bereich vor den PKD- Schneiden Spanräume angeordnet, die in Drehrichtung negativ, also entgegen der Drehrichtung in tangentialer Richtung zum Radius in einem Winkel von 0 bis 10° verlaufen. Dieser sogenannte Achswinkel ist also negativ zur Drehrichtung angeordnet.In the milling head - seen in the direction of rotation - in the area in front of the PCD Cutting chip spaces arranged that are negative in the direction of rotation, i.e. opposite the direction of rotation in the tangential direction to the radius at an angle of 0 to Run 10 °. This so-called axis angle is therefore negative to the direction of rotation arranged.

Dies bewirkt, daß die abgetragenen Späne radial nach außen aus dem Bearbei tungsbereich entfernt werden. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, daß das Werkzeug bzw. die PKD-Segmente mehrmals nachschärfbar sind, bzw. bei Be schädigung etc. leicht austauschbar sind.This causes the chips removed radially outward from the machining area to be removed. Another advantage of the invention is that Tool or the PCD segments can be resharpened several times, or at Be damage etc. are easily interchangeable.

Es können Fräswerkzeuge mit unterschiedlichen Durchmessern und unterschiedlicher Schneidezahl vorgesehen sein. Auch spielt die Form des Fräskopfes im wesentlichen keine Rolle. Für die Bearbeitung oder für das Werkzeug ist es ferner wichtig, daß dieses dynamisch gewuchtet ist, damit Beschädigungen an der Maschine oder am Werkzeug selbst vermieden werden (Lagerschäden).Milling tools with different diameters and different number of cutting edges can be provided. Also plays the shape of the Milling head essentially no role. For editing or for that It is also important that the tool is dynamically balanced Damage to the machine or the tool itself can be avoided (Bearing failure).

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles unter Be zugnahme auf Zeichnungen näher erläutert. Dabei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.The invention is described below using an exemplary embodiment under Be access to drawings explained in more detail. Here go from the drawings and their description further features and advantages of the invention.

Die Zeichnungsfiguren zeigen inThe drawing figures show in

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein erfindungsgemässes Fräswerkzeug, Fig. 1 is a plan view of a milling tool according to the invention,

Fig. 2 einen Schnitt durch das Werkzeug in Fig. 1 und Fig. 2 shows a section through the tool in Fig. 1 and

Fig. 3 eine vergrösserte Ansicht des Details x" aus Fig. 1. FIG. 3 shows an enlarged view of the detail x "from FIG. 1.

Die Fig. 1 bis 3 zeigen eine Ausführungsform des Fräswerk zeugs. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Fräswerkzeug als sogenannter Pilz kopffräser ausgebildet, welcher einen Grundkörper 1 aufweist, der auf seiner Oberfläche mit einer Vielzahl von Plattensitz-Nuten 3 versehen ist, die etwa sternförmig vom Zentrum des Fräsers nach außen verlaufen. In diesen Platten sitz-Nuten 3 sind nun die erfindungsgemässen PKD-Segmente 4 einzeln oder zu mehreren angeordnet und vorzugsweise durch Löten in diesen Nuten 3 befes tigt. Figs. 1 to 3 show an embodiment of milling zeugs. In this exemplary embodiment, the milling tool is designed as a so-called mushroom head milling cutter, which has a base body 1 , which is provided on its surface with a multiplicity of insert seat grooves 3 , which run approximately in a star shape from the center of the milling cutter to the outside. In these plate seat grooves 3 , the PCD segments 4 according to the invention are now arranged individually or in groups and are preferably attached by soldering in these grooves 3 .

In Drehrichtung 9 gesehen sind vor den Nuten 3 sogenannte Spanräume 2 an geordnet, die ebenfalls über die Länge der Nuten 3 von der Mitte des Werk zeugs nach außen sternförmig verlaufen. In diesen Spanräumen 2 können Kühl kanalbohrungen 7 angeordnet sein, durch welche bei Bedarf Kühlflüssigkeit aus tritt und auf die zu bearbeitende Stelle gelangt.Seen in the direction of rotation 9 so-called chip spaces 2 are arranged in front of the grooves 3 , which are also star-shaped to the outside over the length of the grooves 3 from the center of the tool. In these chip spaces 2 cooling channel bores 7 can be arranged, through which, if necessary, cooling liquid emerges and reaches the point to be machined.

Wie man insbesondere in Fig. 3 erkennt, bestehen, die PKD-Segmente 4 aus einem Hartmetallkörper 5, welcher in Drehrichtung des Werkzeuges mit PKD- Material 6 beschichtet ist. In Fig. 3 sind die äußeren PKD-Segmente darge stellt, vor welchen in Drehrichtung 9 gesehen, wiederum ein Spanraum 10 an geordnet ist.As can be seen in particular in FIG. 3, the PCD segments 4 consist of a hard metal body 5 which is coated with PCD material 6 in the direction of rotation of the tool. In Fig. 3, the outer PCD segments are Darge, before which seen in the direction of rotation 9 , in turn, a chip space 10 is arranged.

Die PKD-Segmente 4 sind alle in einem negativen Spanwinkel 12 bezüglich der Drehrichtung 9 angeordnet, wobei der Spanwinkel vorzugsweise 5° beträgt.The PCD segments 4 are all arranged at a negative rake angle 12 with respect to the direction of rotation 9 , the rake angle preferably being 5 °.

Der Fräskopf 1 weist eine Aufnahme 8 auf, mittels welcher er an einem An triebsmotor befestigt wird.The milling head 1 has a receptacle 8 , by means of which it is attached to a drive motor.

Im äußeren Bereich des Fräskopfes 1 sind verkürzte Aufnahmenuten 3 mit PKD- Segmenten angeordnet, wobei diese Nuten und die zugehörigen Spanräume 2 in einem negativen Achswinkel zwischen 0° und 10° zur Drehrichtung 9 verlau fen. Dies bewirkt, daß das Abraummaterial durch die Zentrifugalkraft nach au ßen abgeführt wird.Shortened receiving grooves 3 with PCD segments are arranged in the outer region of the milling head 1 , these grooves and the associated chip spaces 2 being left in a negative axis angle between 0 ° and 10 ° to the direction of rotation 9 . This causes the waste material to be discharged to the outside by the centrifugal force.

Claims

1. Fräswerkzeug zum Bearbeiten von Stein oder steinähnlichen Materialien, das einen Fräskopf (1) mit einer Vielzahl von etwa sternfömig vom Zentrum nach aussen verlaufenden Plattensitz-Nuten (3) aufweist, in denen Schneiden aus PKD-Segmenten (4) einzeln oder zu mehreren angeordnet sind, wobei die PKD- Segmente/-Schneiden (4) in einem negativen Spanwinkel (12) zur Drehrichtung des Fräswerkzeuges angeordnet sind, und in dem Fräskopf (1) - in Drehrich tung gesehen - vor den PKD-Segmenten/-Schneiden (4) in einem negativen Achswinkel (11) verlaufende Spanräume (2) angeordnet sind.1. Milling tool for working stone or stone-like materials, which has a milling head ( 1 ) with a plurality of approximately star-shaped from the center to the outside plate seat grooves ( 3 ), in which cutting from PCD segments ( 4 ) individually or in groups are arranged, the PCD segments / cutting edges ( 4 ) are arranged at a negative rake angle ( 12 ) to the direction of rotation of the milling tool, and in the milling head ( 1 ) - seen in the direction of rotation - in front of the PCD segments / cutting edges ( 4 ) chip spaces ( 2 ) extending in a negative axis angle ( 11 ) are arranged.

2. Fräswerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der negative Achswinkel (11) im Bereich von 0° bis ca. 10° liegt.2. Milling tool according to claim 1, characterized in that the negative axis angle ( 11 ) is in the range from 0 ° to approximately 10 °.

3. Fräswerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der negative Spanwinkel (12) im Bereich von 0° bis ca. 10° liegt.3. Milling tool according to claim 1, characterized in that the negative rake angle ( 12 ) is in the range from 0 ° to approximately 10 °.

4. Fräswerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die PKD- Segmente/-Schneiden (4) durch Auflöten auf den Fräskopf (1) befestigt sind.4. Milling tool according to claim 1, characterized in that the PCD segments / cutting edges ( 4 ) are fixed by soldering onto the milling head ( 1 ).

5. Fräswerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die PKD- Segmente/-Schneiden (4) durch Anschrauben an dem Fräskopf (1) befestigt sind.5. Milling tool according to claim 1, characterized in that the PCD segments / cutting edges ( 4 ) are fastened by screwing onto the milling head ( 1 ).

6. Fräswerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spanräume (2) über die Länge der Nuten (3) verlaufen.6. Milling tool according to claim 1, characterized in that the chip spaces ( 2 ) extend over the length of the grooves ( 3 ).

7. Fräswerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dessen äu ßerem Bereich verkürzte Aufnahmenuten (3) mit PKD-Segmenten/-Schneiden (4) angeordnet sind, wobei diese Nuten und die zugehörigen Spanräume in ei nem negativen Achswinkel zwischen 0° und 10° zur Drehrichtung verlaufen.7. Milling tool according to claim 1, characterized in that in its outer region shortened receiving grooves ( 3 ) with PCD segments / cutting edges ( 4 ) are arranged, these grooves and the associated chip spaces in a negative axis angle between 0 ° and 10 ° to the direction of rotation.

8. Fräswerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die PKD- Segmente/-Schneiden (4) in der Draufsicht eine rechteckige Gestalt aufweisen.8. Milling tool according to claim 1, characterized in that the PCD segments / cutting edges ( 4 ) have a rectangular shape in plan view.

9. Fräswerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es dynamisch gewuchtet ist. 9. Milling tool according to claim 1, characterized in that it is dynamic is balanced.

10. Fräswerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Span räumen (2) Kühlkanalbohrungen (7) angeordnet sind.10. Milling tool according to claim 1, characterized in that in the chip spaces ( 2 ) cooling channel bores ( 7 ) are arranged.

11. Fräswerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fräskopf (1) eine Aufnahme (8) zur Befestigung an einem Antriebsmotor aufweist.11. Milling tool according to claim 1, characterized in that the milling head ( 1 ) has a receptacle ( 8 ) for attachment to a drive motor.